CN209087120U - 具有定位功能的检测移动的系统及田野文物报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有定位功能的检测移动的系统及田野文物报警装置，包括主控模块、采集系统在空间移动的移动检测模块、定位模块、无线通信模块、电源模块；所述主控模块与移动检测模块、定位模块、无线通信模块、电源模块相连。本实用新型通过对移动检测模块采集数据的监测，从而监测田野文物位移，实现田野文物事前监测、事中报警、事后追溯等功能，结构简单，节省成本，报警速度快，节约了大量的人力物力。

Description

具有定位功能的检测移动的系统及田野文物报警装置

技术领域

本实用新型涉及文物保护设备技术领域，尤其涉及一种具有定位功能的检测移动的系统及田野文物报警装置。

背景技术

文物是一种文化遗产，是民族历史与文化的载体，具有不可再生性和不可替代性，作为特殊的战略资源，在政治、经济、文化、社会等各方面的作用日益凸显。为此，加强文物保护工作是我国可持续发展战略的重要组成部分。而田野文物作为一种不可移动文物，其保护难度更大，需要对其进行更加严密的监控。

在现有技术中，对于田野文物的监控大多是采用设置较多的电子眼，增派人手来进行的；然而电子眼设置或多或少会存在盲点，不能有效的起到防范效果，而增派人手会大幅度提升人力资源成本，并且守护人员大多是在田野文物周围巡查，盲点较大，同时当发现险情不能第一时间赶到现场阻止。

因此，研发一种具有定位功能的检测移动的系统及田野文物报警装置，成本较低，可以全面的监控田野文物安全的设备，是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种具有定位功能的检测移动的系统及田野文物报警装置。

本实用新型提供的一种具有定位功能的检测移动的系统，包括主控模块、采集系统在空间移动的移动检测模块、定位模块、无线通信模块、电源模块；所述主控模块与移动检测模块、定位模块、无线通信模块、电源模块相连；其中：

主控模块用于当移动检测模块采集的数据大于预设定阈值时，通过无线通信模块向远程监控中心发出报警信号，同时将定位模块采集的当前位置信息通过无线通信模块发送给远程监控中心；

移动检测模块用于检测系统是否移动，其至少包括三轴加速度传感器，所述三轴加速度传感器用于采集系统在空间三方向中各方向的加速度信号，将信号处理后发送给主控模块；三轴加速度传感器采集本系统在空间三方向的加速度信号，将其处理后发送给主控模块，当所采集的三方向加速度信号的任一方向采集的加速度大于预设定加速度阈值时，主控模块通过无线通信模块给远程监控中心发送报警信号。在这里，也可以使用二轴双向加速度传感器，实现对系统是否移动进行监测。

定位模块用于采集系统当前位置信息，将位置信息发送给主控模块，当前位置信息超过预设定位置范围时，主控模块通过无线通信模块给远程监控中心发送报警信号。

无线通信模块用于与远程监控中心建立无线连接以进行通信，其可以为GPRS、3G、4G、5G、wifi、zigbee、LoRa或NB-IoT通信模块中的一种或其组合。

电源模块用于为系统供电，在这里优选为锂电池。

较为优选的，所述移动检测模块还包括倾角传感器，所述倾角传感器与主控模块相连，用于采集系统的倾斜角度信号，并将信号处理后发送给主控模块。当倾斜角度信号大于预设定倾斜角阈值时，主控模块通过无线通信模块给远程监控中心发送报警信号。

优选的，所述移动检测模块还包括环境空气检测单元，所述环境空气检测单元检测环境空气状况，并发送给主控模块。当系统发生位移时，因为其所处位置不一样，故其周围环境空气状况(如温度、湿度、氧气含量、二氧化碳含量等)也会发生转变，通过检测环境空气状况可以清楚本系统是否发生位置变化。当然，因为天气原因可能会造成环境空气检测单元误判，因此可以通过设置多个不同种类的环境空气检测单元，通过检测环境空气中指标是否发生骤变来判断系统是否发生位移，从而减少误判几率。

所述环境空气检测单元至少包括温度传感器，所述温度传感器用于采集周围环境的温度，并将采集的电信号处理后发送给主控模块。当系统发生位移(如由室外移动到室内)或系统周围出现人时，环境温度会发生改变，因此通过检测温度是否发生骤变，可以知道系统是否发生了位置。

进一步的方案为，所述系统还包括存储器，存储器与主控模块相连；所述存储器中储存有预设定的采集数据阈值，以及各时间段系统的采集数据、位置信息。主控模块预先读取存储器中采集数据阈值，与移动检测模块所采集的数据阈值比较，当超过存储器中采集数据阈值时，通过无线通信模块向远程监控中心发出报警信号。同时存储器中储存有各时间段系统的采集数据、位置信息，方便发生宕机、网络信号不好后的数据回补。

进一步的方案为，所述系统还包括时钟电路，其型号为DS1302，所述时钟电路与主控模块通过I2C总线连接；所述时钟电路用于为主控模块提供工作时钟，根据时间数据生产时间戳，该时间戳对应于各时间段本系统的空间三方向中各方向的加速度、倾斜角度、位置信息、环境空气状况，主控模块将本系统的空间三方向中各方向的加速度、倾斜角度、位置信息、环境空气状况与时间戳关联地储存在存储器中，方便查阅。

在这里优选的，所述主控模块为MCU，其型号优选为MSP430F5438A，当然也可以选择其他型号，在这不做限定。

在这里优选的，所述定位模块为GPS定位芯片、北斗定位芯片中的一个。GPS定位芯片型号优选为NEO-5Q，北斗定位芯片型号优选为HD8040，当然也可以选择其他型号，在这不做限定。

所述无线通信模块为NB-IOT通信芯片。在这里，NB-IoT(narrow band internetof things，基于蜂窝的窄带物联网)，是一种聚集在LPWA(lowpowerwide area，低功耗广域)业务的可在全球范围内广泛应用的新兴技术。该技术使用License频段，只需要大约200kHz的宽带，可采取带内、保护带或独立载波3种部署方式，直接部署与GSM(globalsystem for mobile communication，全球移动通信系统)、UMTS(universal mobiletelecommunications system，通用移动通信系统)或LTE(long term evolution，长期演变)网络，以降低部署成本，实现平滑升级。NB-IOT通信芯片与远程监控中心可以通过UDP(User Datagram Protocol，用户数据协议)进行通信，当然也可以通过其他通信协议进行通信，具体的本实用新型对此不做特殊限定。

本申请通过移动检测模块监测系统在空间三方向的加速度，将其处理后发送给主控模块，主控模块将其与预设的加速度阈值进行比较，若大于预设值，则说明系统很有可能发生移动，则主控模块通过无线通信模块向远程监控中心发出报警信号，同时定位模块将当前位置信息通过无线通信模块发送给远程监控中心，方便追踪系统位置；为了提高检测的准确性，系统通过移动检测模块监测其倾斜角度，当倾斜角度大于预设值时，说明系统很有可能发生移动，向远程监控中心发出报警信号；为了提高检测的准确性，系统通过移动检测模块监测其周围环境空气状况，当系统周围环境空气状况骤变，且空间三方向的加速度和/或倾斜角度有改变但未超过阈值，则说明系统很有可能发生移动，向远程监控中心发出报警信号。与此同时的，当定位模块的系统当前位置信息超过预设定位置范围时，主控模块通过无线通信模块给远程监控中心发送报警信号。

本实用新型的一种田野文物报警装置，包括上述的具有定位功能的检测移动的系统，固定装置；所述固定装置与具有定位功能的检测移动的系统外部固定连接，将其固定在田野文物上。

所述固定装置可以为绳索，绳索与具有定位功能的检测移动的系统外壳固定连接(穿过外壳上预设的孔，捆紧)，在使用时，绳索将具有定位功能的检测移动的系统捆绑在田野文物上。

所述固定装置还可以为粘接装置，其包括固定杆，固定杆一端与具有定位功能的检测移动的系统外部固定连接，另一端设有粘接头，通过粘接头将具有定位功能的检测移动的系统与田野文物粘接。

所述固定装置还可以为微创固定装置，通过在田野文物底座上微创固定，具体结构可以参考现有技术。

与相关技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过对移动检测模块采集数据的监测，从而监测田野文物位移，实现田野文物事前监测、事中报警、事后追溯等功能，结构简单，节省成本，报警速度快，节约了大量的人力物力。

附图说明

图1为本实用新型的具有定位功能的检测移动的系统结构示意图；

图2为本实用新型的具有定位功能的检测移动的系统实施例5连接关系；

图3为本实用新型的田野文物报警装置结构示意图；

图4为本实用新型的具有定位功能的检测移动的系统实施例3的环境空气检测单元连接关系示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型的一种具有定位功能的检测移动的系统，包括主控模块、采集系统在空间移动的移动检测模块、定位模块、无线通信模块、电源模块；所述主控模块与移动检测模块、定位模块、无线通信模块、电源模块相连；其中：

主控模块用于当移动检测模块采集的数据大于预设定阈值时，通过无线通信模块向远程监控中心发出报警信号，同时将定位模块采集的当前位置信息通过无线通信模块发送给远程监控中心；

移动检测模块用于检测系统是否移动，其至少包括三轴加速度传感器，所述三轴加速度传感器用于采集系统在空间三方向中各方向的加速度信号，将信号处理后发送给主控模块；三轴加速度传感器采集本系统在空间三方向的加速度信号，将其处理后发送给主控模块，当所采集的三方向加速度信号的任一方向采集的加速度大于预设定加速度阈值时，主控模块通过无线通信模块给远程监控中心发送报警信号。在这里，也可以使用二轴双向加速度传感器，实现对系统是否移动进行监测。

定位模块用于采集系统当前位置信息，将位置信息发送给主控模块，当前位置信息超过预设定位置范围时，主控模块通过无线通信模块给远程监控中心发送报警信号。

无线通信模块用于与远程监控中心建立无线连接以进行通信，其可以为GPRS、3G、4G、5G或NB-IoT通信模块。

电源模块用于为系统供电，在这里优选为锂电池。

实施例1

在本实施例中，所述移动检测模块还包括倾角传感器，所述倾角传感器与主控模块相连，用于采集系统的倾斜角度信号，并将信号处理后发送给主控模块。当倾斜角度信号大于预设定倾斜角阈值时，主控模块通过无线通信模块给远程监控中心发送报警信号。

为了增加系统的检测准确性，在本实施例中增加了倾角传感器，当系统倾斜角度过大，则说明系统可能发生移动。

实施例2

在本实施例中，所述移动检测模块还包括环境空气检测单元，所述环境空气检测单元检测环境空气状况，并发送给主控模块。当系统发生位移时，因为其所处位置不一样，故其周围环境空气状况(如温度、湿度、氧气含量、二氧化碳含量等)也会发生转变，通过检测环境空气状况可以清楚本系统是否发生位置变化。当然，因为天气原因可能会造成环境空气检测单元误判，因此可以通过设置多个不同种类的环境空气检测单元，通过检测环境空气中指标是否发生骤变来判断系统是否发生位移，从而减少误判几率。

所述环境空气检测单元至少包括温度传感器，所述温度传感器用于采集周围环境的温度，并将采集的电信号处理后发送给主控模块。当系统发生位移(如由室外移动到室内)或系统周围出现人时，环境温度会发生改变，因此通过检测温度是否发生骤变，可以知道系统是否发生了位置。

在本实施例中，为了增加检测的准确性，避免在系统空间三个方向的加速度未超过阈值，倾斜角度未超过阈值情况下发生移动情况发生，增加了环境空气检测单元。所述环境空气检测单元还可以包括二氧化碳传感器、氧气传感器、湿度传感器，当二氧化碳传感器、氧气传感器、湿度传感器检测其周围环境氧气含量、二氧化碳含量、水汽含量发生骤变，空间三方向的加速度和/或倾斜角度有改变但未超过阈值，则说明系统很有可能发生移动，向远程监控中心发出报警信号。

实施例3

如图4所示，作为上述实施例的优选实施例，在本实施例中，所述移动检测模块还包括倾角传感器，所述倾角传感器与主控模块相连，用于采集系统的倾斜角度信号，并将信号处理后发送给主控模块。当倾斜角度信号大于预设定倾斜角阈值时，主控模块通过无线通信模块给远程监控中心发送报警信号。

所述移动检测模块还包括环境空气检测单元，所述环境空气检测单元检测环境空气状况，并发送给主控模块。当系统发生位移时，因为其所处位置不一样，故其周围环境空气状况(如温度、湿度、氧气含量、二氧化碳含量等)也会发生转变，通过检测环境空气状况可以清楚本系统是否发生位置变化。当然，因为天气原因可能会造成环境空气检测单元误判，因此可以通过设置多个不同种类的环境空气检测单元，通过检测环境空气中指标是否发生骤变来判断系统是否发生位移，从而减少误判几率。

所述环境空气检测单元至少包括温度传感器，所述温度传感器用于采集周围环境的温度，并将采集的电信号处理后发送给主控模块。当系统发生位移(如由室外移动到室内)或系统周围出现人时，环境温度会发生改变，因此通过检测温度是否发生骤变，可以知道系统是否发生了位置。其还可以包括湿度传感器、氧气传感器、二氧化碳传感器。

实施例4

在本实施例中，所述系统还包括存储器，存储器与主控模块相连；所述存储器中储存有预设定的采集数据阈值，以及各时间段系统的采集数据、位置信息。主控模块预先读取存储器中采集数据阈值，与移动检测模块所采集的数据阈值比较，当超过存储器中采集数据阈值时，通过无线通信模块向远程监控中心发出报警信号。同时存储器中储存有各时间段系统的采集数据、位置信息，方便发生宕机、网络信号不好后的数据回补。同时主控模块还可以通过修改存储器中储存的采集数据阈值来修改报警灵敏度。

所述系统还包括时钟电路，其型号为DS1302，所述时钟电路与主控模块通过I2C总线连接；所述时钟电路用于为主控模块提供工作时钟，根据时间数据生产时间戳，该时间戳对应于各时间段本系统的空间三方向中各方向的加速度、倾斜角度、位置信息、环境空气状况，主控模块将本系统的空间三方向中各方向的加速度、倾斜角度、位置信息、环境空气状况与时间戳关联地储存在存储器中，方便查阅，也方便系统在发生移动后，对其进行追踪分析。

实施例5

如图2所示，作为上述实施例的优选实施例，在本实施例中，所述主控模块为MCU，其型号优选为MSP430F5438A，其具有超低功耗，适用于室外使用。

所述定位模块为GPS定位芯片、北斗定位芯片中的一个。GPS定位芯片型号优选为NEO-5Q，北斗定位芯片型号优选为HD8040。

所述无线通信模块为NB-IOT通信芯片，其型号为BC95。由于NB-IOT通信芯片具有大连接和覆盖范围广的特点，所以系统可以很好的与远程监控终端通信，同时，NB-IOT通信芯片功耗和成本较低，可以在一定程度上节约能源、降低成本。

如图3所示，本实用新型的一种田野文物报警装置，包括上述的具有定位功能的检测移动的系统，固定装置；所述固定装置与具有定位功能的检测移动的系统外部固定连接，将其固定在田野文物上。

所述固定装置可以为绳索，绳索与具有定位功能的检测移动的系统外壳固定连接(穿过外壳上预设的孔，捆紧)，在使用时，绳索将具有定位功能的检测移动的系统捆绑在田野文物上。

所述固定装置还可以为粘接装置，其包括固定杆，固定杆一端与具有定位功能的检测移动的系统外部固定连接，另一端设有粘接头，通过粘接头将具有定位功能的检测移动的系统与田野文物粘接。

所述固定装置还可以为微创固定装置，通过在田野文物底座上微创固定，具体结构可以参考现有技术。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有定位功能的检测移动的系统，其特征在于：包括主控模块、采集系统在空间移动的移动检测模块、定位模块、无线通信模块、电源模块；所述主控模块与移动检测模块、定位模块、无线通信模块、电源模块相连；其中：

主控模块用于当移动检测模块采集的数据大于预设定阈值时，通过无线通信模块向远程监控中心发出报警信号，同时将定位模块采集的当前位置信息通过无线通信模块发送给远程监控中心；

移动检测模块用于检测系统是否移动，其至少包括三轴加速度传感器，所述三轴加速度传感器用于采集系统在空间三方向中各方向的加速度信号，将信号处理后发送给主控模块；

定位模块用于采集系统当前位置信息，将位置信息发送给主控模块；

无线通信模块用于与远程监控中心建立无线连接以进行通信；

电源模块用于为系统供电。

2.根据权利要求1所述的具有定位功能的检测移动的系统，其特征在于：所述移动检测模块还包括倾角传感器，所述倾角传感器与主控模块相连，用于采集系统的倾斜角度信号，并将信号处理后发送给主控模块。

3.根据权利要求1所述的具有定位功能的检测移动的系统，其特征在于：所述移动检测模块还包括环境空气检测单元，所述环境空气检测单元检测环境空气状况，并发送给主控模块。

4.根据权利要求3所述的具有定位功能的检测移动的系统，其特征在于：所述环境空气检测单元至少包括温度传感器，所述温度传感器用于采集周围环境的温度，并将采集的电信号处理后发送给主控模块。

5.如权利要求1-4任一所述的具有定位功能的检测移动的系统，其特征在于：所述系统还包括存储器，存储器与主控模块相连；所述存储器中储存有预设定的采集数据阈值，以及各时间段系统的采集数据、位置信息。

6.如权利要求1-4任一所述的具有定位功能的检测移动的系统，其特征在于：所述系统还包括时钟电路，所述时钟电路与主控模块通过I2C总线连接；所述时钟电路用于为主控模块提供工作时钟。

7.如权利要求1所述的具有定位功能的检测移动的系统，其特征在于：所述主控模块为MCU。

8.如权利要求1所述的具有定位功能的检测移动的系统，其特征在于：所述定位模块为GPS定位芯片、北斗定位芯片中的一个。

9.如权利要求1所述的具有定位功能的检测移动的系统，其特征在于：所述无线通信模块为NB-IOT通信芯片。

10.一种田野文物报警装置，其特征在于：包括如权利要求1-9所述的具有定位功能的检测移动的系统，固定装置；所述固定装置与具有定位功能的检测移动的系统外部固定连接，将其固定在田野文物上。